Una nuova immagine panoramica basata sui dati acquisiti dallo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) della NASA mostra il vivace centro della nostra galassia come non è mai stato visto prima.

SOFIA è un osservatorio aereo che vola nelle regioni inferiori della stratosfera, circa 40, 000 piedi sopra la Terra, per catturare immagini a infrarossi del cosmo. A queste altezze, il telescopio volante può bypassare una porzione dell'atmosfera terrestre che blocca una quantità significativa di luce infrarossa.

Dal 1 luglio all'11 luglio 2019, ricercatori guidati da Matt Hankins, uno studioso post-dottorato al Caltech, ha portato SOFIA su diversi voli per catturare nuove viste a infrarossi delle parti più luminose del centro della nostra galassia. I precedenti telescopi a infrarossi non erano in grado di catturare queste regioni perché l'intensa luminosità portava a immagini sovraesposte. A differenza di quei telescopi, SOFIA può fare brevi esposizioni, riducendo le possibilità di sovrasaturazione.

"Stiamo riempiendo le regioni di formazione stellare più attive del centro galattico che mancavano nelle immagini precedenti, "dice Hankins, ricercatore principale del programma di osservazione del centro galattico con lo strumento FORCAST (Faint Object Infrared Camera for the SOFIA Telescope) di SOFIA. Hankins lavora nel gruppo di Mansi Kasliwal (MS '07, dottorato di ricerca '11), assistente professore di astronomia al Caltech.

Hankins ha guidato su SOFIA per un totale di otto sessioni di osservazione. Durante i voli, ha monitorato i dati in arrivo per assicurarsi che apparissero come previsto. Poiché i venti e altri fattori possono influire sulla lunghezza di ogni tratta di volo, possono essere necessarie modifiche dell'ultimo minuto al piano di osservazione.

"Questa è la natura della bestia di avere un osservatorio volante, " dice. "Quando il direttore della missione dice che l'aereo deve girare per concentrarsi sul prossimo obiettivo, devi andare avanti. L'intera operazione è altamente coreografata e pianificata fino al secondo, ma i cambiamenti dell'ultimo minuto possono ancora verificarsi".

La nuova immagine panoramica mostra i dati SOFIA presi alle lunghezze d'onda del medio infrarosso di 25 e 37 micron (colorate in verde e blu, rispettivamente) sovrapposte alle immagini precedenti scattate dall'Herschel Space Observatory, una missione europea a infrarossi che si è chiusa nel 2013, e dal telescopio spaziale Spitzer della NASA, una missione a infrarossi la cui disattivazione è prevista per il 30 gennaio, 2020.

Le mappe SOFIA rivelano la polvere che è stata riscaldata da molte delle stelle più massicce della regione, compresi alcuni che sono fino a 100 volte più massicci del nostro sole. Molte di queste caratteristiche della polvere non erano state completamente risolte nelle precedenti mappe a infrarossi, quindi le nuove mappe consentono ai ricercatori di studiare queste sorgenti luminose a un livello di dettaglio non possibile prima.

"Ancora non capiamo come si formino stelle massicce in questa regione incredibilmente densa della nostra galassia, " dice Hankins. "Mentre il centro galattico ha numerose stelle massicce che si vedono nelle mappe SOFIA, la teoria suggerisce che la regione dovrebbe avere molte più stelle di quelle attualmente conosciute. Esaminare questa discrepanza è un obiettivo importante del nostro studio".

Come altri telescopi a infrarossi, SOFIA può perforare la polvere fredda che si trova tra noi e il centro della nostra galassia. Poiché i telescopi a luce visibile non possono vedere attraverso la polvere, le loro immagini rivelano solo nuvole scure. Osservando alle lunghezze d'onda del medio infrarosso, SOFIA è in una posizione unica non solo per vedere attraverso la polvere fredda, ma anche per raccogliere le tracce della polvere calda sepolta nel centro galattico.

Hankins afferma anche che questa mappa galattica servirà da guida per il prossimo James Webb Space Telescope (JWST) della NASA. il lancio è previsto per il 2021. "Pianificare le osservazioni JWST della luce infrarossa in questa regione sarà molto difficile senza i dati SOFIA. Queste mappe saranno cruciali per studiare giovani, stelle massicce al centro della nostra galassia nell'era JWST, " lui dice.

Un documento di sintesi che evidenzia i risultati iniziali è stato inviato per la pubblicazione a Il Giornale Astrofisico . L'intero set di dati calibrato è attualmente disponibile per gli astronomi di tutto il mondo per ulteriori ricerche tramite il SOFIA Legacy Program.

SOFIA è un aereo di linea Boeing 747SP modificato per trasportare un telescopio di 106 pollici di diametro.